宇宙知識

近看月球

月球是地球唯一的天然衛星,它沿著一條橢圓軌道繞地球運轉,地球走到哪裏,它就跟到哪裏,真是如影隨形,不離左右。月球與地球的平均距離隻有384404千米,除了偶爾闖入近地空間的太陽係小天體外,再沒有比月球離我們更近的了。月球的平均直徑為3476千米,比地球直徑的l/4稍大些。月亮的表麵積為3800萬平方千米,還不如亞洲的麵積大。如果用一架天平稱一稱月亮的體重,用地球作砝碼,天平的另一頭要放上81個月亮。

月亮除了一刻不停地繞著地球轉,還和地球一起繞著太陽公轉。由於月球自轉一周的時間恰好等於公轉一周的時間,所以月球總是以固定的一麵對著地球,有人說這是月中的嫦娥思念地上的親人,不肯掉過頭去。這種現象我們稱之為“同步自轉”,幾乎是衛星世界的普遍規律。一般認為是行星對衛星長期潮汐作用的結果。天文學家把月球向著地球的一麵稱為正麵,把看不到的那麵稱為背麵。當年發現了天王星的威廉·赫歇爾在他84歲臨終前,向牧師說,他最後的遺憾之事是沒能親眼見到月球的背麵是什麽樣子。

月球在圍繞地球公轉過程中,朝向我們的月麵會進行一種左右、上下的擺動,這種運動稱為天平動。天平動是一個很奇妙的現象,正是由於存在著平動現象,我們才能夠看到月球背麵的一小部分。月球的自轉是均勻的。但公轉運動卻並不均勻,在近地點時運動快,遠地點時運動慢。月球公轉速度的這種變化會使地球上的觀察者有時能夠看見月麵西邊緣之外的一小部分,有時則能看見月麵東邊緣之外的一小部分(經度天平動)。月球的自轉軸不與公轉軌道麵垂直,而是成38。2l'的傾角。在月球公轉過程中,月球自轉軸的北端和南端會輪流朝向地球,這也會使地球上的觀察者有時能看到月球北極之外的一小部分,有時又能看到月球南極之外的一小部分(緯度天平動)。由於天平動現象的存在,我們看到的月麵並不隻是一半,而是整個月麵的60%,即整個月麵的3/5。

月球上的環形山是伽利略起的。它是月麵的顯著特征,幾乎布滿了整個月麵。最大的環形山是南極附近的貝利環形山,直徑295千米,比海南島還大一點,小的環形山甚至可能是一個幾十厘米的坑洞,直徑不小於1000米的大約有33000個,占月球表麵積的7%~10%。有個日本學者1969年提出一個環形山分類法,把環形山分為克拉維型(古老的環形山,一般都麵目全非,有的還山中有山)、哥白尼型(年輕的環形山常有“輻射紋”,內壁一般帶有同心圓狀的山丘,中央一般有中央峰)、阿基米得型(環壁較低,可能從哥白尼型演變而來)、碗型和酒窩型(小型環形山,有的直徑不到1米)。

月球上的月海由於曆史上的原因,這個名不副實的名稱被保留到了現在。已確定的月海有22個,此外還有些地形稱為“月海”或“類月海”的。公認的22個月海絕大多數分布在月球正麵,背麵有3個,4個在邊緣地區。在正麵的月海麵積略大,其中最大的“風暴洋”麵積約500萬平方千米,差不多是9個法國的麵積總和。大多數月海大致呈圓形、橢圓形,且四周多被一些山脈封閉住,但也有一些海是連成一片的。除了“海”以外,還有5個地形與之類似的“湖”,夢湖、死湖、夏湖、秋湖、春湖,但有的湖比海還大,比如夢湖麵積7萬平方千米。月海伸出的部分稱為“灣”和“沼”,都分布在正麵。灣有5個:露灣、暑灣、中央灣、虹灣、眉月灣;沼有腐沼、疫沼、夢沼3‘個,其實沼和灣沒什麽區別。月海的地勢一般較低,類似地球上的盆地,月海比月球平均水準麵低1~2千米,個別最低的海如雨海的東南部甚至比周圍低6000米。月麵的返照率(一種量度反射太陽光本領的物理量)也比較低,因而看起來顯得較黑。

月麵上高出月海的地區稱為月陸,它一般比月海水平麵高2~3千米,由於它返照率高,因而看起來比較明亮。在月球正麵,月陸的麵積大致與月海相等,但在月球背麵,月陸的麵積要比月海大得多。從同位素測定知道,月陸比月海古老得多,是月球上最古老的地形特征。

在月球上,除了犬牙交錯的眾多環形山外,也存在著一些與地球上相似的山脈。月球上的山脈常借用地球上的山脈名,如阿爾卑斯山脈、高加索山脈等,其中最長的山脈為亞平寧山脈,綿延1000千米,但高度不過比月海水平麵高三四千米。山脈上也有些峻嶺山峰,過去對它們的高度估計偏高。現在認為大多數山峰高度與地球山峰高度相仿,最高的山峰(在月球南極附近)也不過9000~8000米。月麵上6000米以上的山峰有6個,5000~6000米的20個,4000~5000米的則有80個,1000米以上的有2000個。

月球上的山脈有一個普遍特征:兩邊的坡度很不對稱,向海的一邊坡度甚大,有時為崖狀,另一側則相當平緩。除了山脈和山群外,月麵上還有4座長達數百千米的峭壁懸崖。其中3座突出在月海中,這種峭壁也稱“月塹”。

月麵上還有一個主要特征是一些較“年輕”的環形山常帶有美麗的“輻射紋”,這是一種以環形山為輻射點的向四麵八方延伸的亮帶,它幾乎以筆直的方向穿過山脈、月海和環形山。輻射紋長度和亮度不一,最引人注目的是第穀環形山的輻射紋,最長的一條長1800千米,滿月時尤為壯觀。其次,哥白尼和開普勒兩個環形山也有相當美麗的輻射紋。據統計,具有輻射紋的環形山有50個。形成輻射紋的原因至今未有定論。實質上,它與環形山的形成理論密切聯係。現在許多人都傾向於隕星撞擊說,認為在沒有大氣和引力很小的月球上,隕星撞擊可能使高溫碎塊飛得很遠。而另外一些科學家認為不能排除火山的作用,火山爆發時的噴射也有可能形成四處飛散的輻射形狀。

地球上有著許多著名的裂穀,如東非大裂穀。月麵上那些看來彎彎曲曲的黑色大裂縫就是月穀。它們有的綿延幾百到上千千米,寬度從幾千米到幾十千米不等。那些較寬的月穀大多出現在月陸上較平坦的地區,而那些較窄、較小的月穀(有時又稱為月溪)則到處都有。最著名的月穀是在柏拉圖環形山的東南連接雨海和冷海的阿爾卑斯大月穀,它把月麵上的阿爾卑斯山攔腰截斷,很是壯觀。從太空拍得的照片估計,它長達130千米,寬10~12千米。

月球對科學家們來說是一個充滿夢幻的世界。科學家們推測,月球不僅是解開地球以及眾多宇宙之謎的關鍵,也是開啟太陽係起源之謎大門的鑰匙。那些古老的謎題在人類登上月球之前就存在了不知多少歲月,直到今天,我們對月球的了解在天文學上仍無太大的進展,這反而令科學家們陷入了更深的困惑之中。的確,實施“阿波羅計劃”之前——無論是月球的起源及其自然環境,還是其構成——縱橫交織在科學家麵前的謎團,像難理的亂絲,然而現在更是頭緒紛繁。